Basis-Disposition: Erfahrung machen + Erfahrung anwenden. neue Verknüpfungen zwischen Reizen und Reaktionen

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1 Lernen: Basics1 Gelerntes als Disposition Fähigkeiten + Fertigkeiten "Fähigkeiten werden vorausgesetzt, sie sollen zu Fertigkeiten werden. Dies ist der Zweck aller Erziehung." Goethe Lernen als angeborene Fähigkeit Basis-Disposition: Erfahrung machen + Erfahrung anwenden = Informationen aufnehmen + auf bestimmte Art und Weise reagieren Lernen Nicht-Wissen Nicht-Können Wissen Können assoziatives Lernen neue Verknüpfungen zwischen Reizen und Reaktionen Lern-Arten durch Versuch und Irrtum am Erfolg durch Übung / Prozeduralisierung Lernen ist beobachtbar als neue Verhaltensweisen / Verhaltensschemata Handlungsschemata Methodisches Problem der Lernforschung Kontrolle der Vorerfahrung: Vortest: ist das gelernte Schema tatsächlich neu? also auf Lernen zurückzuführen? Reifung Lernen Reifung Verhaltensänderungen aufgrund von Lernen Verhaltensrepertoire ist abhängig von der Reifung des sensu-motorischen Systems ZNS Lernen neuer Verhaltensweisen kann erst nach Reifung dieser Systeme stattfinden Funktionen des Lernens Anpassung des Verhaltensrepertoires an die Anforderungen der Umgebung plastisches Verhaltensrepertoire bei Selbstbewegern Klassifizieren von Reizen gefährlich-harmlos essbar-ungenießbar Wiederholbarkeit von Reaktionen was hat sich in dieser Situation schon mal bewährt nicht bewährt? Wissen um Effekte /Konsequenzen von Aktionen Bedingungen für Re-Aktionen wenn..., dann... Mittel zur Bedürfnisbefriedigung

2 Lernen: Basics2 plastische Informationsverarbeitung Lernen = Erwerb Aufbau Modifikation von Repräsentationen subjektiver Charakter von Information abhängig von Verhaltensrepertoire Reifung Vorwissen Vorerfahrung maladaptives Lernen schädliche Gewohnheiten irgendwann erworben, beibehalten, nicht an neue Umstände /Erkenntnisse angepasst Definition: Lernen: aktive Aufnahme von Informationen aus der Umgebung Prozess des Erwerbs einer neue Verhaltensweise Verhaltensänderung relativ stabil: Verhaltensweise wird in allen der Erwerbssituation ähnlichen Anforderungssituationen gezeigt davon auszuschließen: Reifung kurzzeitige Zustandsänderungen wie Änderungen der Aktiviertheit Lernformen wie wird gelernt? intentional geplant, absichtlich inzidentelles ungeplant, unabsichtlich explizit bewusst bewusster Lernvorgang? implizit unbewusst latent unbewusst, beiläufig was wird gelernt? verbal nicht-verbal motorisch Habituation elementarer kognitiver Lernprozess s. Orientierungsreaktion S.3 Prägung biologische Grundform des Lernens sensible/kritische Phase: Eindrücke aus dieser Phase führen zu einem stabilen, oft irreversiblen Lernergebnis

3 Lernen Lerntheorien1 Überblick kurz angucken: Assoziationismus + Behaviorismus Kognitivismus Konstruktivismus Lernen als Bilden von Assoziationen Informationsverarbeitungsprozess: Denken, Problemlösen aktives Konstruieren von Wissen Lernmechanismen klassisches Konditionieren operantes Konditionieren instrumentelles Konditionieren Programme verarbeiten Daten nach bestimmten Regeln Wenn Dann - Produktionssysteme Assimilation + Akkomodation verknüpft werden klassisch: instrumentell : operant: Reiz - Reiz Reiz - Reaktion Effekt Aktion Effekt Repräsentationen als Strukturen von Schemata, Skripten, Plänen, mentalen Modellen neue und alte Erfahrungen Lernende interpretieren und transformieren neue Informationen auf Basis bereits erworbenen Wissens Theorien Pawlow: Thorndike: Klassische Konditionierung Reflextheorie des Verhaltens Reizsubstitutionslernen Extinktion + Spontanerholung Generalisierung + Diskrimination Instrumentelle Konditionierung law of effect Neobehavioristische kognitive Lerntheorie TOTE-Modell + VVR (nach Hacker) sozialkognitive Lerntherie Lernen am Modell Tolman Bandura Die sich aus Piagets Werk ergebende Lerntheorie kann man mit den Worten zusammenfassen, dass kognitive Veränderungen und Lernen immer dann auftreten, wenn ein Schema statt des erwarteten Ergebnisses zu Störungen führt und wenn diese Störungen ihrerseits eine Akkomodation nach sich ziehen, die ein neues Äquilibrum herstellt. Skinner: Operante Konditionierung Verstärker (-pläne) Shaping + Autoshaping Latentes Lernen Ernst v.glasersfeld/piaget u. der radikale Konstruktivismus 1994 trial and-error planmäßig, systematisch, hypothesentestend Lernen am Erfolg

4 Lernen Lerntheorien2 Behavioristische Lerntheorien Assoziationismus Assoziationismus Empirismus Assoziationspsychologie freie serielle Assoziation Reizwort + Einfälle restringierte Assoziation Reizwort + z.b.gegenteil Assoziationsgesetze Ähnlichkeit + Kontiguität Kontiguität räumliche + zeitliche Nähe Kontingenz Häufigkeit der räumlichen + zeitlichen Nähe Assoziationskomplexe größere Einheiten von verbundenen Empfindungen /Vorstellungen Assoziationsstärke hypothetisches Konstrukt zur Erklärung der Entstehung von Assoziationskomplexen Problem: beim Denken verbindet das Gehirn auch neue, bisher nicht assoziierte Elemente Lösung: determinierende Tendenzen (Ach) auf dem Weg zum Denkziel achte ich nicht auf Assoziationsstärke S.3 Universalitätsthese des Behaviorismus Verhalten = Reiz Reaktion beliebig herstellbar S-O-R-Theorien des Neobehaviorismus unterschiedliche Reaktionen auf gleiche Reize: keine beliebigen S-R-Assoziationen! aufgrund von Zuständen im Organismus

5 Lernen Lerntheorien3 Behavioristische Lerntheorien Klassische Konditionierung Verhalten und Reflexe Reflex = automatisch ablaufende Reiz-Reaktions-Verbindung Verhalten = Reflexe in einer komplexen Hierarchie Reflexe unbedingt unkonditioniert angeboren o. gereift jedes Individuum: relativ identische Reaktionen auf gleichartige Reizkonstellationen variieren nur in Intensität bedingt konditioniert erworbene /erlernte Reflexe /Reflexschemata Begriffe UCS UCR CS CR Kontiguität UnConditionierter Stimulus UnConditionierte Reaktion Conditionierter Stimulus Consitionierte Reaktion zeitliche + räumliche Nähe Schema der klassischen Konditionierung neutraler Reiz unspezifische Reaktion Ausgangssituation: UCS UCR Ton Ohren spitzen Futter Speichelfluss Lernprozess (Akquisition): neutraler Reiz Ton + UCS Futter Kontiguität Lernergebnis: CS Ton führt zu CR Speichelfluss Signallernen Cs als Hinweisreiz auf den UCS = Signal Reizkontingenz- Lernen Lernen eines neues Zusammenhangs zwischen 2 Reizen Reizsubstitutions- Lernen Wirkung des UCS wird durch die Wirkung des CS vertreten Universalitätsprinzip jeder beliebige neutrale Reiz kann zum CS werden

6 Lernen Lerntheorien4 Behavioristische Lerntheorien Klassische Konditionierung exzitatorische Konditionierung CS ruft die gleiche Reaktion hervor wie UCS inhibitatorische Konditionierung neutraler Reiz, auf den zuverlässig nie ein UCS folgt, wird zum CS- = inhibitorischer Reiz CR tritt schwächer oder gar nicht auf = bedingte Hemmung /bedingte Inhibition Lernen einer bedingten Wahrscheinlichkeit p (UCS CS) Wahrscheinlichkeit p, dass UCS auftritt, unter der Bedingung, dass CS auftritt, Erwerb von CR, wenn p (UCS CS) > p (UCS noncs) Bedürfnislage des Lebewesens wesentlich für die Effektivität des Lernens Behaviorismusproblem: Motivationstheorien als Grundlage? Extinktion Löschung spontane Erholung Wird der CS öfter ohne nachfolgenden unbedingten Reiz UCS dargeboten, so wird die CR immer schwächer und bleibt schließlich ganz aus Wird jedoch der Vorgang UCS + CS zu einem späteren Zeitpunkt wiederholt, tritt häufig erneut die CR auf (in geringerer Intensität als vor der Extinktion) Wiederauftreten der CR nach einer Erholungsphase emotionalmotivationale Reaktionen häufig sehr widerstandsfähig gegen Löschung z.b. Angst vor... klassische Angstkonditionierung: Der kleine Albert (Reiz-) Generalisierung CR bei Reizen, die dem CS ähnlich sind Menge aller Reize Si und Sj (Si Sj), auf die mit der gleichen Reaktion R reagiert wird Reizäquivalenzklassen Diskriminationslernen Reaktion nur auf Si, aber nicht auf einen ähnlichen Sj biologische Lerndispositionen Prepardness Kritik am Universalitätsprinzip: bestimmte Reizassoziationen lassen sich leichter erwerben als andere Geschmacksreize lassen sich z.b. leicht mit Übelkeit verbinden, aber nicht mit Lichtblitzen

7 Lernen Lerntheorien5 Behavioristische Lerntheorien Instrumentelle Konditionierung instrumentelle Bewegungsfolge hungrige Katzen in einem Käfig - Ausgangstür mit einem Hebel verriegelt Katzen versuchen, die Tür zu öffnen: unsystematisch durch Versuch-und-Irrtum zufällig erfolgreiche Bewegung Effekt: Öffnen der Käfigtür Katzen werden immer wieder in den Käfig gesetzt Katzen können immer schneller + zielstrebiger den Öffnungsmechanismus betätigen lernen also eine instrumentelle = zweckmäßige Bewegungsfolge law of effect stabile Assoziation zwischen Situation /dominierenden Reizen Reaktion über den Effekt der Reaktion Effekt beeinflusst Bedürfnis- und Motivationslage: befriedigende, angenehme Konsequenzen? Reaktion wird in ähnlichen Situationen mit größerer Wahrscheinlichkeit gezeigt siehe: Kritikpunkte weiter unten negative law of effect aversive, unangenehme Konsequenzen? Auftretenswahrscheinlichkeit dieser Reaktion in ähnlichen Situationen sinkt Selektivität des Verhaltens Selektionskriterium: Erfolg Darwins Selektionsprinzip law of effect als Erklärung für die Ungleichverteilung der Reaktionen über die Situationen hinweg = Situationsspezifität des Verhaltens selektive Verhaltensweisen einer Population: Erfolg = Reproduktion algedonische Emotions- u. Motivationstheorie hedone = Lust algos = Schmerz Kritik: zirkuläres Modell Kritik: Bedürfnisse = innere Zustände Skinner: statistische Definition des law of effect Streben nach Lust erfolgreiches Vermeiden von Schmerz selektive Kopplung von Verhaltensweisen an Umgebungszustände und Ereignisse erfolgreiche Anpssung an die Umgebung erfolgreiche Reproduktion Definition Erfolg: Befriedigung von Bedürfnissen Bedürfnisbefriedigung Erfolg Erfolg Bedürfnisbefriedigung Kriterium für Bedürfnisbefriedigung: Häufigkeit von Verhaltensweisen keine Lerntheorien ohne Annahme innerer Zustände wie z.b. Motive Vermeidung des Bezugs auf innere nicht beobachtbare Bedürfniszustände

8 Lernen Lerntheorien6 Behavioristische Lerntheorien Operante Konditionierung operants zufällige,spontan gezeigte Bewegungseinheiten Verstärken eigentlich nicht vorhandene oder bedeutungslose Handlungseffekte werden über Belohnung zu durch Bestrafung zu angenehmen Effekten unangenehmen Effekten Aktionseffektkontingenz Assoziation zwischen Aktion /operant Effekt nach dem Kontiguitätsprinzip bewusste o. unbewusste Kontingenzbeziehung Kontingenz zwischen Aktion + Effekt muss wahrnehmbar sein, die Kontingenzbeziehung aber nicht unbedingt bewusst wieder: Erklärungsnot der Verstärkermethode wie wirken Verstärker? Verstärker muss zur Motivations- u. Bedürfnislage passen keine Lerntheorien ohne Annahme innerer Zustände systematische Tierdressur Lern- u. Löschkurven genaues Registrieren von operants Verstärkungen Lernkurven Löschkurven sozialutopische Pläne Skinner mit dem operanten Konditionieren kann jedes gewünschte menschliche Verhalten hergestellt werden jedes unerwünschte gelöscht werden welches Verhalten gewünscht, welches unerwünscht? Skinners Buch: Walden Two Skinner-Box reizarmer Käfig für ein Testtier standardisiertes und weitgehend automatisiertes Erlernen eines neuen Verhalten besonders effiziente u. objektive Methode

9 Lernen Lerntheorien7 Behavioristische Lerntheorien Operante Konditionierung Kontingenzschema: Verstärker, Bestrafung, Verstärkerpläne Verstärker Erhöhung der Auftretenswahrscheinlichkeit eines Verhaltens Primäre Verstärker wirken bereits von Geburt an Essen und Trinken Sekundäre Verstärker gelernte Verstärker: zunächst neutrale Reize, die durch wiederholte Koppelung mit primären Verstärkern sekundäre Verstärkerqualität erhalten Geld Positive Verstärkung Geben eines positiven Reizes Lob, Anerkennung, Nahrung, Geld Negative Verstärkung Entfernen eines negativen Reizes Lärm, grelles Licht, Hitze, Kälte, Stromschläge, Arbeitsbelastung, unangenehmen Tätigkeiten. Bestrafung Reduzierung der Auftretenswahrscheinlichkeit eines Verhaltens Bestrafung (auch ohne Bestrafer ) bezeichnet alle Verhaltenskontingenzen, welche die Auftretenswahrscheinlichkeit eines Verhaltens reduzieren. Positive Bestrafung Geben eines negativen Reizes Negative Bestrafung Entfernen eines positiven Reizes Verstärkerpläne Zusammenhang zwischen Kontiguität und Lernerfolg Organisation des zeitlichen Intervalls zwischen Reaktion und Verstärkung Kontinuierliche V. bei jeder gewünschten Reaktion starken Anstieg der Lernkurve starker Abfall der Vergessenkurve Intermittierende V. nicht jede gewünschte Reaktion sondern etwa jede zweite, dritte usw. mäßiger Anstieg der Lernkurve weniger starker Abfall d. Vergessenkurve Intervallverstärkung nicht direkt, erst nach einer bestimmten Zeit Quotenverstärkung nach einer bestimmte Anzahl von gewünschten Reaktionen Fixierte und variable Intervall-u. Quotenpläne Bsp fixierter Quotenplan: exakt jede zweite Reaktion Bsp variabler Quotenplan: durchschnittlich jede fünfte Reaktion Vorteil: größere Löschungsresistenz

10 Lernen Lerntheorien8 Behavioristische Lerntheorien Operante Konditionierung Generalisierung von Verhalten: spezifische Reaktionen? Sind die durch Verstärkung erlernten Verhaltensschemata an die spezifische Lernsituation gebunden oder können sie auch generalisiert werden? instrumentelle Reaktionen umfassen invariante Relationen wie Regeln oder Werkzeuge können in verschiedenen Situationen genutzt werden MacFarlane Ratten erlernen den Weg durch ein geflutetes Labyrinth hin zum Futter, können sich aber anschließend auch im trockenen Labyrinth problemlos. Shaping Autoshaping zum Erlernen komplexerer Handlungsweisen: nicht erst die komplette Handlung wird verstärkt, sondern bereits jede Annäherung an eine gewünschte Handlung instinctive drift biologisch adaptive Verhaltensweisen durchsetzen das neu konditionierte Verhalten biologische Einschränkungen der operanten Konditionierbarkeit Dressur von Tieren funktioniert am besten mit arttypischem Verhalten Brelang & Breland Waschbären konnten konditioniert werden, Münzen in einen Behälter zu legen, behandelten die aber nach einer Zeit ihrer Gattung entsprechend wie Futter und wuschen sie. latentes Lernen Verhaltensänderungen ohne von außen gegebene Verstärkung keine explizite Lernaufgabe mit Einsatz der Verstärkung: Lernen schneller und fehlerärmer = Hinweis auf vorangegangenes Lernen Ratten lernen den Weg in einem Labyrinth zu einer Futterstelle erheblich schneller und fehlerärmer, wenn sie vorher das Labyrinth (ohne Futterstelle) durchlaufen haben Erklärungsversuch weil nicht passend zur Verstärkertheorie verdeckte Verstärkung z. B. die Befriedigung von Neugier kein latentes Lernen, sondern nur unbekannte Verstärker